Question

9．大山等同学按如图甲所示电路来探究“通过电阻的电流与其两端电压的关系”．己知电源电压为8V，定值电阻R．

（1）根据图甲用笔画线代替导线．将图乙中实物电路连接好．要求滑动变阻器滑片，向右移动时，电流表示数变小．
（2）连接完电路后．闭合开关，发现电流表指针不偏转，电压表有示数，则故障可能是定值电阻断路．故障排除后，在实验中发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表示数变化都不大．他们认为出现这种情况的原因可能是滑动变阻器选择不台理．现有如下A、B两种滑动变阻器可供选择．那么他们应选择A（选填“A”或“B”）．
A．100Ω，1A    B．5Ω，2A
（3）实验中大山将实验所得数据描绘在图丙中．则图中阴影部分面积表示的物理量，不是（填“是”或“不是”）电阻，大山所用的定值电阻R=20Ω．
（4）利用以上实验装置还能进行那些实验测量电阻在某一电压下的功率（写出一种即可）．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑动变阻器滑片P向右移动时电流表示数变小说明接入电路的电阻变大、左下方接线柱必须接入电路．
（2）电压表有示数说明电压表两接线柱与电源连接的部分是通路，电流表无示数说明电路断路，即电压表并联的部分断路；滑动变阻器的原理是靠改变接入电路电阻的大小来工作的，根据电流表的示数变化不大、不符合要求来选择滑动变阻器的规格．
（3）根据横坐标和纵坐标表示表示的意义以及两者的乘积说明图中阴影部分面积表示的物理量．
由于此图可以看出，该实验中所用电阻是不变的，所用据图中的数据，结合欧姆定律计算即可；
（4）在电学的实验中，用同一套实验器材，我们可以完成不同的实验．如伏安法测电阻的实验器材，还可以测电阻的功率，研究滑动变阻器在电路中的作用等；

解答 解：
（1）滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变小，则滑动变阻器的左下方接线柱与定值电阻相连，如下图：

（2）闭合开关电流表无示数，电压表有示数原因是电压表并联的部分断路，即可能是定值电阻断路；
滑动变阻器是靠改变滑动变阻器接入电路的电阻来改变电路中的电流，而要求尽可能大的改变电路中的电流，故滑动变阻器应选择阻值变大范围较大的滑动变阻器即选A．
（3）由图象可知，横坐标表示通过电阻的电流，纵坐标表示电阻两端的电压，根据P=UI可知，图中阴影部分面积表示的物理量是定值电阻消耗的电功率，不是电阻；
据图可知，此时所用的定值电阻的阻值不变，故
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω．
（4）利用该电路图可以完成的实验有：测量电阻阻值，测量电阻在某一电压下的功率，研究滑动变阻器的作用等；
故答案为：（1）如上图所示；（2）定值电阻断路；A；（3）不是；20；（4）测量电阻在某一电压下的功率．

点评 此题具有一定的开放性，主要考查同学们对电学实验掌握的熟练程度和同学们的开放思维意识，需要我们能利用确定的器材和实验电路图设计不同的实验．